CT202 - Teoria do Navio III - 2024/2025 - Aula 03 Propulsão - Instalações Propulsoras PDF

CT202 – TEORIA DO NAVIO III 2024 / 2025 – 1º SEMESTRE – PROPULSÃO – INSTALAÇÕES PROPULSORAS AULA 03 CFR EN-MEC MARCELINO RUIVO  PROLUSÃO – INSTALAÇÕES PROPULSORAS ▪ Estudo da instalação propulsora ▪...

CT202 – TEORIA DO NAVIO III 2024 / 2025 – 1º SEMESTRE – PROPULSÃO – INSTALAÇÕES PROPULSORAS AULA 03 CFR EN-MEC MARCELINO RUIVO  PROLUSÃO – INSTALAÇÕES PROPULSORAS ▪ Estudo da instalação propulsora ▪ Potência de propulsão ▪ Eficiência de propulsão ▪ Tipologias de instalações propulsoras CT202 – TEORIA DO NAVIO III 2  CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DE INSTALAÇÕES Propulsão ▪ Tipo de casco ▪ Propulsor (hélice, jato de água, …) ▪ Máquina principal ▪ Transmissão (caixa redutora) Estudo de instalação propulsora, ▪ Linha de veio (bucim, chumaceiras) 3 hélices de diferentes diâmetros, 6 máquinas principais diferentes Governo CT202 – TEORIA DO NAVIO III 3  INSTALAÇÃO PROPULSORA CONVENCIONAL Instalação propulsora convencional veio veio veio Caixa propulsor bucim intermédio motor redutora hélice chumaceira da manga do chumaceira de Máquina aranha veio apoio principal CT202 – TEORIA DO NAVIO III 4  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Requisitos operacionais definidos para o navio ✓ Manobrabilidade, velocidade, alcance, autonomia Perfil de missão ✓ Trânsitos, estacionário, patrulha, atracações ✓ Alto-mar, estuário, ondulação e ventos predominantes Custo ✓ Aquisição, operação e desmantelamento ✓ Ciclo de vida, apoio logístico integrado CT202 – TEORIA DO NAVIO III 5  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Robustez ✓ Elevada fiabilidade, requisitos instalação (choque, temperatura, …) Manutenção ✓ Intervalos longos, nível de intervenção baixo Elevada potência específica ✓ Leve e compacto Baixo consumo específico ✓ Autonomia, poupança combustível, impacto ambiental Automação ✓ Condução, monitorização > guarnição CT202 – TEORIA DO NAVIO III 6  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Impacto ambiental Emissões totais (CO2, …) Controlo de poluentes específicos (SOx, NOx, …) Emission Control Area (ECA), SOx e NOx CT202 – TEORIA DO NAVIO III 7  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Perfil de missão Missão a missão Cumulativo longo prazo CT202 – TEORIA DO NAVIO III 8  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Perfil de missão Ferry Cruzeiro CT202 – TEORIA DO NAVIO III 9  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Perfil de missão a) Porta-contentores b) Ro/Ro c) Militar CT202 – TEORIA DO NAVIO III 10  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Resistência do ar (RA) Superestruturas Resistência da água (RF + RE) Fricção (casco, apêndices) Pressão (resistência onda, depressões) CT202 – TEORIA DO NAVIO III 11  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Resistência do navio 1. Pressão (forma casco) 2. Atrito (casco) 3. Ar (superestruturas) ✓ Varia com a velocidade CT202 – TEORIA DO NAVIO III 12  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Resistência do navio Velocidade teórica do casco ✓ Forma do casco Vcasco ≈ 2,5 x √L Relação potência/velocidade CT202 – TEORIA DO NAVIO III 13  ESTUDO DA INSTALAÇÃO PROPULSORA Potência de Propulsão A potência necessária para deslocar um navio depende da resistência oferecida pela água (casco) e pelo ar (superestruturas), e da velocidade desejada Máquina Propulsor Potência Velocidade CT202 – TEORIA DO NAVIO III 14  INSTALAÇÃO PROPULSORA CONVENCIONAL Eficiência da instalação propulsora Perdas típicas de energia na propulsão de navios CT202 – TEORIA DO NAVIO III 15  INSTALAÇÃO PROPULSORA CONVENCIONAL Eficiência da instalação propulsora Em 2018, emissões navios representaram 2,9% das emissões de CO2 (IMO) Perdas típicas de uma instalação propulsora CT202 – TEORIA DO NAVIO III 16  EFICIÊNCIA DA INSTALAÇÃO DE MÁQUINAS Otimização da utilização (regime mais eficiente das máquinas) Instalação híbrida Armazenamento da energia CT202 – TEORIA DO NAVIO III 17  EFICIÊNCIA DA INSTALAÇÃO DE MÁQUINAS Aproveitamento da energia térmica Compromisso com o volume ocupado e aproveitamento global das energias no navio CT202 – TEORIA DO NAVIO III 18  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Velocidade mínima Velocidade económica Velocidade com menor consumo Velocidade eficiente Regime com maior eficiência da máquina principal Velocidade máxima CT202 – TEORIA DO NAVIO III 19  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Redução do atrito (casco) Limpeza obras vivas Tinta de baixa fricção CT202 – TEORIA DO NAVIO III 20  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Redução do atrito (casco) Apêndices casco CT202 – TEORIA DO NAVIO III 21  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Redução do atrito (casco) Apêndices casco CT202 – TEORIA DO NAVIO III 22  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Redução do atrito (casco) Apêndices casco Injeção de ar sob o casco CT202 – TEORIA DO NAVIO III 23  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Redução do atrito (casco) Retirar o casco! CT202 – TEORIA DO NAVIO III 24  EFICIÊNCIA DA PROPULSÃO Redução do atrito (ar) Superestruturas CT202 – TEORIA DO NAVIO III 25  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS SIMPLES MISTAS COMBINADAS CT202 – TEORIA DO NAVIO III 26  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Instalações simples 1 máquina principal por veio Instalações combinadas 2+ máquinas principais no mesmo veio Tipologia motor idêntica ou diferenciada Combinação “OR” / “AND” Instalações mistas / híbridas Máquina principal > produção energia Propulsão via motor elétrico CT202 – TEORIA DO NAVIO III 27  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS CODOD – combined Diesel OR Diesel 1 Motor para baixos regimes 2º Motor mais potente (maior velocidade) CODAD – combined Diesel AND Diesel Motores idênticos 2º Motor acrescenta potência (maior velocidade) CT202 – TEORIA DO NAVIO III 28  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS CODOG – combined Diesel OR Gas 1 Motor diesel e 1 turbina por veio Diferentes regimes / consumos CODAG – combined Diesel AND Gas Motor diesel + turbina no veio Turbina acrescenta potência (regimes altos) CT202 – TEORIA DO NAVIO III 29  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS COGOG – combined Gas OR Gas 2 turbinas diferentes por veio Diferentes regimes / consumos COGAG – combined Gas AND Gas 2 turbinas idênticas por veio Operação conjunta no mesmo veio CT202 – TEORIA DO NAVIO III 30  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS CODLOD – combined Diesel-Electric OR Diesel Motor elétrico baixos regimes Função propulsor + gerador Motor diesel maior potência CT202 – TEORIA DO NAVIO III 31  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS CODLAG – combined Diesel-Electric AND Gas CODAG + motor elétrico Diferentes regimes / consumos Funcionamento dos diesel no melhor regime CT202 – TEORIA DO NAVIO III 32  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS COSAG – combined Steam AND Gas COSEAS – combined Steam-Electric AND Steam CT202 – TEORIA DO NAVIO III 33  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS ❑ Exercício CODLAG CODAG CT202 – TEORIA DO NAVIO III 34  INSTALAÇÕES PROPULSORAS COMBINADAS ❑ Exercício CODLOD CODAG CT202 – TEORIA DO NAVIO III 35  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Baptista de Andrade Instalação simples, direta freio CT202 – TEORIA DO NAVIO III 36  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classes Centauro e Argos Instalação simples, com caixa redutora cx. redutora CT202 – TEORIA DO NAVIO III 37  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe João Belo (fora de serviço) CODAD Acoplamento hidráulico 1 motor – 12 nós 2 motores (1 por veio) – 18 nós 3 motores – 22 nós 4 motores – 25 nós CT202 – TEORIA DO NAVIO III 38  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Vasco da Gama CODOG 1 - Mot PP 2 - Cx redutora 3 - Embraiagem de discos 4 - Embraiagem SSS DE 5 - Embraiagem SSS TG 6 - Turbina a gás (TG) 7 - Piano de distribuição (OD box) 8 - Hélice de passo regulável CT202 – TEORIA DO NAVIO III 39  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Bartolomeu Dias CODOG CT202 – TEORIA DO NAVIO III 40  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Viana do Castelo CODLOD CT202 – TEORIA DO NAVIO III 41  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Tejo CODAG 1 máquina em cada veio CT202 – TEORIA DO NAVIO III 42  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Tejo CODAG 1 máquina em cada veio CT202 – TEORIA DO NAVIO III 43  TIPOLOGIAS DE INSTALAÇÕES PROPULSORAS Classe Tridente Instalação simples, direta Diesel elétrica o AIP Flexible coupling Propeller Stern tube seal Thrust bearing Stern tube bearings Propeller shaft Stern tube Shaft brake Pressure hull Propulsion motor Flange coupling CT202 – TEORIA DO NAVIO III 44  REFERÊNCIAS A. F. Molland, The Maritime Engineering Reference Book - A Guide to Ship Design, Construction and Operation. Okford, UK: Butterworth-Heinemann, 2008. J. P. S. Cabral, O navio e as instalações de bordo. Portugal: Edição de Autor, 2023. CT202 – TEORIA DO NAVIO III 45  CT202 – TEORIA DO NAVIO III 2024 / 2025 – 1º SEMESTRE PROPULSÃO – INSTALAÇÕES PROPULSORAS AULA 03 ✓ Estudo da instalação propulsora ✓ Eficiência de propulsão ✓ Potência de propulsão ✓ Tipologias de instalações propulsoras CFR EN-MEC MARCELINO RUIVO